啮合侧隙是影响摆线针轮副承载能力、摩擦功耗、振动噪声等传动性能的关键因素之一。利用摆线针轮传动原理,建立了考虑侧隙的摆线轮与针齿啮合力及摩擦功耗分析模型,并引入比较系数,描述了侧隙对摆线轮针齿啮合副接触力和摩擦功耗的影响。分析表明,侧隙会显著改变参与接触的针齿数量,从而改变接触力峰值和摩擦功耗,即侧隙增大会导致接触力峰值显著增大,但摩擦功耗会略有降低。该方法可为评估初始及磨损后侧隙对轮齿接触特性的影响机制提供简便的理论方法。

针对某航空发动机用双列角接触球轴承运行过程中摩擦功耗的变化,基于滚动轴承动力学理论,建立了双列角接触球轴承动力学微分方程组,采用预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步积分算法进行求解,分析了轴承工况参数和结构参数对其摩擦功耗的影响规律,并通过正交分析方法对轴承结构参数进行了优化。结果表明,随着轴承转速、轴向载荷、预紧量的增加,轴承总摩擦功耗均呈增大的趋势;随着滚动体个数、内外沟曲率半径系数的增加,轴承总摩擦功耗呈现减小的趋势;内沟曲率半径系数对轴承摩擦功耗影响最大,滚动体个数影响次之,外沟曲率半径系数影响最小。

涡轮泵支承轴承由于在超低温环境下工作,其保持架兜孔通常为椭圆形。基于滚动轴承动力学理论,通过建立保持架兜孔形状为椭圆的角接触球轴承动力学方程组,研究了不同工况参数及不同结构参数对保持架打滑率和摩擦功耗的影响。结果表明,保持架打滑率随轴承转速、径向游隙以及兜孔轴向间隙增加而增加;随轴承载荷、引导间隙及保持架兜孔周向间隙增加而减小。摩擦功耗随轴承转速、轴向载荷、引导间隙、兜孔周向间隙以及轴向间隙增加而增加;随径向载荷和径向游隙增加而减小。

根据系统功能基本原理,提出了一种新的齿轮啮合过程摩擦功耗计算方法。假设两圆盘在滚动过程中存在相对滑动,圆盘间摩擦力矩将对圆盘做功而产生摩擦功耗。据此原理,建立了齿轮啮合过程的摩擦功耗计算模型。在对齿轮啮合过程中摩擦因数分析的基础上,对外啮合齿轮摩擦功耗进行了分析计算。计算结果表明,齿轮在啮合过程中,双齿啮合区的摩擦功耗起主导作用。将计算结果与Velex的试验结果对比显示,提出的齿轮啮合过程摩擦功耗的计算模型是可行的。

综合考虑缸套热变形、缸套温度场、弹性变形以及润滑油变黏度等因素影响,建立活塞环-缸套摩擦副的瞬态流体动压润滑计算模型,分析发动机工况、活塞环-缸套接触面粗糙度方向和粗糙度大小对摩擦功耗和窜气量的影响。研究发现,当转速升高时,摩擦功耗升高,影响发动机效率;活塞环采用横向粗糙度方向和缸套采用纵向粗糙度方向的组合,能够同时使窜气量和摩擦功耗处于较低的水平;综合粗糙度一致时,采用活塞环表面粗糙度低于缸套表面粗糙度的组合,能有效降低摩擦功耗。

综合考虑活塞环表面形貌、弹性变形、运动面型线影响,建立柴油机活塞环-缸套摩擦副的弹性流体动压润滑计算模型,分析活塞环表面纹理方向及粗糙度大小对活塞环窜气及摩擦功耗的影响。研究发现,随着转速的提升,活塞的窜气量及摩擦功耗会加剧,导致发动机效率降低;活塞环-缸套摩擦副的表面纹理方向影响窜气量和摩擦功耗,采用活塞环横向纹理和缸套纵向纹理配合时,对活塞环窜气量及摩擦功耗的改善效果较好;活塞环和缸套的表面粗糙度对密封和润滑特性有较大影响,当缸套表面粗糙度增大时,窜气量先减小后增大,摩擦功耗先增大后减小,而在一定范围内,当活塞环表面粗糙度增大时,窜气量和摩擦功耗都减小。

由于船舶密封长期处于复杂工况下,会使其密封性能大幅度下降,针对这一问题,对船舶艉轴密封结构优化设计问题进行了研究。首先,分析了船舶艉轴密封结构原理,并定义了摩擦功耗、密封端面最大变形、泄漏量为密封性能参数;然后,采用有限元方法,建立了船舶艉轴密封性能分析模型,确定了研究路线,通过计算得到了不同结构参数下船舶艉轴密封的密封性能变化规律;最后,采用响应面方法对密封动静环典型结构参数进行了多目标优化,建立了各密封性能参数的目标方程,通过设置各优化目标的满意度,得到了最优典型结构参数;搭建了船舶艉轴密封的实验台,对模拟结果进行了验证。研究结果表明:优化结构相较初始设计结构降低了9.8%的端面变形和5.7%的泄漏量;由此可见,该优化结构能够有效提高船舶密封的密封性能,可以为船舶艉轴密封的设计与优化提供思路...

提出一种新型的偏心回转油气混输泵，介绍了该泵的工作原理及结构特点。根据该泵主要运动部件的运动规律和力学特性，导出各运动部件的运动、受力的计算公式，推导出该泵关键部位摩擦力及摩擦功耗随主轴转角的变化关系，分析了主要结构参数对泵的摩擦特性的影响。结果表明：偏心回转油气混输泵滑板圆头端的摩擦功耗低于滑板摩擦功耗的2％；泵的摩擦功耗随着相对偏心距的增大而增大，油缸相对高度对该泵摩擦功耗的影响可以忽略不计。研究结果为偏心回转油气混输泵的优化设计提供了理论基础。

研究了柱塞泵滑靴卡盘和球头的相对位置.通过分析返程弹簧力,明晰了球头和滑靴卡盘的受力,推导出滑靴卡盘绕球头运动造成的摩擦功耗的数学表达式.研究表明：柱塞泵的弹簧力、球头的半径、泵的转速、斜盘倾角以及滑靴卡盘与球头之间的材料摩擦系数是影响二者摩擦功耗的重要参数.文中还对采用不同配合材料的滑靴卡盘和球头进行了摩擦实验,分析和比较了滑靴卡盘和球头这对摩擦副在不同配合材料情况下的磨损情况,为实际工况中的材料选择提供了参考.

提出了一种用于求解柱塞泵中滑靴卡盘与球碗之间摩擦功耗的算法。采用将滑靴卡盘与球碗的接触轨迹离散为众多均布的接触点的方法,求解出各个离散点的受力,结合滑靴卡盘和球碗的相对运动计算出二者之间的摩擦功耗,并分析了弹簧力、旋转角速度以及斜盘倾角对摩擦功率的影响。为了验证理论研究的正确性,搭建了滑靴卡盘和球碗的功耗测试试验台,并进行了试验。试验结果表明：滑靴卡盘与球头之间摩擦功耗随着柱塞泵的弹簧力、泵的旋转角速度以及斜盘倾角等参数的增加而增大,当最大斜盘倾角为18°、弹簧力为700N、角速度为3 000r/min时,A4VSO45型柱塞泵中滑靴卡盘与球碗之间的摩擦功耗能够达到240W。